(57)【要約】【課題】信頼性がありシンプルな形で移動が確実に行われる商品の輸送を可能にする動力式自律ロボットを準備する。【解決手段】車輪（３）または無限軌道または足状部上に組付けられた本体（２）と、前記本体の上方に配設された積荷積載用テーブル（４）とを含む動力式ロボット（１）において、テーブルは、分離用スペーサ（５）を用いて本体から間隔取りされて、ロボットの中央ゾーン（８）との関係において少なくとも３００°、より好ましくは少なくとも３３０°、より一層好ましくは実質的に３６０°の範囲にわたり障害物が実質的に不在である視認ゾーン（７）を形成するようになっており、対応する角度範囲にわたりパノラマビームを発出するように適応された少なくとも１つの位置特定用デバイス（６）が前記視認ゾーン内に配設されている、動力式ロボット。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動平面ＰＲを画定する車輪（３）または無限軌道上に組付けられた本体（２）と、前記本体の上方に配設された積荷積載用テーブル（４）とを含む動力式ロボット（１）において、テーブルは、分離用スペーサ（５）を用いて本体から間隔取りされて、転動平面ＰＲに対して実質的に平行な視認平面ＰＶ内に視認ゾーン（７）を形成するようになっており、視認ゾーンはロボットの中央ゾーン（８）との関係において少なくとも３００°、より好ましくは少なくとも３３０°、より一層好ましくは実質的に３６０°の範囲にわたり障害物が実質的に不在であり、対応する角度範囲にわたりパノラマビームを発出するように適応された少なくとも１つの位置特定用デバイス（６）が前記視認ゾーン内に配設されている、動力式ロボット。
【請求項２】
位置特定用デバイス（６）が視認ゾーン（７）の中央部分の中に配置されている、請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
視認平面ＰＶが、視認コーンＣＶを形成するように、軸ＰＶとの関係において少なくとも１５度、より好ましくは少なくとも３０度で角度的に延長されている、請求項１または２に記載のロボット。
【請求項４】
位置特定用デバイス（６）が、レーザ、ライダ、ソナー、レーダ、カメラ、温度カメラ、赤外線測距デバイス、無線測定デバイスのうちの少なくとも１つの要素を含む、請求項１〜３のいずれか１つに記載のロボット。
【請求項５】
分離用スペーサ（５）が、実質的に薄い小プレートで構成されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載のロボット。
【請求項６】
分離用スペーサ（５）は、その各々の主平面が、位置特定用デバイスにより発出されるビームの軸に対して実質的に平行になるように配向されている、請求項５に記載のロボット。
【請求項７】
分離用スペーサ（５）が、ロボットの側縁部上で位置特定用デバイス（６）の各々の側に配置された長手方向プレートで構成されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載のロボット。
【請求項８】
位置特定用デバイス（６）が唯一のセンサを含む、請求項１〜７のいずれか１つに記載のロボット。
【請求項９】
車輪または無限軌道の代りに足状部を含む、請求項１〜８のいずれか１つに記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力式自律ロボットに関する。本発明はより詳細には、位置特定用手段を備えた自律ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
動力式自律ロボットは今日周知であり、物流、農業、工業生産などの多くの分野で利用されている。使用されるロボットの大部分は、短距離にわたり積荷を輸送することを目的としている。これらのロボットの自律的な移動を確実に行うために、これらのロボットは、位置特定用および誘導用手段を含んでいなければならない。今日、ロボットがその基本的使命である積荷の輸送を実施できるようにしながら、位置特定機能の実施を可能にする場所にセンサおよび／またはカメラが配設された、多くの実施形態が存在する。ロボットを自律的にするための機器をロボットに備えることと、積載空間を容易にアクセス可能な状態に保つことと、衝撃および集中的な使用に関連する他の不測の事態に対する位置特定用手段の保護との間には、矛盾するいくつかの要件が見られる。現在最も良く使用されている解決法のうちの１つは、１つ以上のセンサを高所に位置付けすることを可能にする１本のマストまたは他のアームシステムを想定することからなる。ロボットおよび積荷操作ゾーンとの関係において嵩上げされた位置によって、センサを保護することができる。他の解決法の実施例が以下で提示されている。
【０００３】
仏国特許第２９９４０５７号明細書は、ブドウの株およびそれらの枝上に少なくとも１本のレーザビームを投射する手段を含む画像捕捉手段と、前記ブドウの株およびそれらの枝上の前記レーザビームの形状に関する一連の画像を読取り記録する手段と、を含むブドウの木剪定用ロボットについて記載している。高い信頼性および効率で機能させるために、このような配設は複数の画像センサを含んでいなければならない。
【０００４】
中国実用新案第２０４７３３２４４号明細書は、防水レンズを有するロボット用カメラについて記載している。カメラは、３６０°の視角を有する。このカメラを使用しても、高い信頼性での障害物の検出は可能にならない。その上、カメラは、光の変動に敏感であり、したがってマルチモードでの使用は不可能である。
【０００５】
中国実用新案第２０４１７３０４０号明細書は、レーザーナビゲーションシステムを備えたフォークリフトについて記載している。レーザーナビゲーションシステムは、ナビゲーションコラム上に設置される。
【０００６】
中国実用新案第２０４４４０１６８号明細書は、車両本体、駆動輪、制御デバイス、ナビゲーションレーザーセンサ、エアポンプおよび車両の車体上に設置された商品輸送用プラットフォームを含む安全性の高い自動誘導式車両（ＡＧＶ）について記載している。レーザデバイスは、車両の高所に設置される。
【０００７】
米国特許出願公開第２００５２４６０６５号明細書は、ロボットの軌道内に存在する障害物を回避するためにロボットをナビゲートするためのボリュメトリックセンサについて記載している。このセンサは、１つのモータにより３６０°回転し得るシリンダ内を枢動するミラーに向けられた検出器およびレーザと共に、プラットフォーム上に設置される。回転カムがミラーを傾斜させて、レーザ走査および障害物測距を提供する。
【０００８】
これらの後者の解決法において、高所に配置されたセンサの存在は、特に起伏の多い地形での使用の際に、ロボットにとって信頼性の高い情報の獲得を保証することができない。実際、これらの条件において、高所に設置されたレーザ検出器の傾斜は、地面の条件に応じて絶えず変わる未知の別の目標点から読取りが実施されるにも関わらず平担な地面上の目標点内で提示される結果を狂わせる。得られる誤情報は、ロボットの衝突、または動きの取れない状況をひき起こし得る。
【０００９】
Ｙｏｕｔｕｂｅビデオ「Ｆｉｎｉ  ｌｅｓ  ｂｏｔｔｅｓ  ａｖｅｃ  Ｅｆｆｉｂｏｔ？（Ｅｆｆｉｂｏｔでブーツにさよなら？）」は、例えばオペレータの脚など、ロボットの前にあるもののみを検出するように適応されたレーザセンサを伴うロボットを描いている。
【００１０】
Ｙｏｕｔｕｂｅビデオ「Ｄｅｃｏｕｖｒｅｚ  ｌｅ  ｒｏｂｏｔ  ｓｕｉｖｅｕｒ  ｄｅ  ｌ’ＩＲＳＴＥＡ！（ＩＲＳＴＥＡフォロワロボットを見つけ出せ！）」は、「Ｆｉｎｉ  ｌｅｓ  ｂｏｔｔｅｓ  ａｖｅｃ  Ｅｆｆｉｂｏｔ？」のビデオのものと同じロボットを描いている。
【００１１】
これら２つのビデオにおいては、センサの後ろに位置するゾーンはハードウェアにより占有されている。したがって、ロボットは、ロボットの前に位置するゾーンよりも広いゾーンの認識を行うことができない。レーザセンサの検出フィールドが削減されることで得られる情報は少なくなり、ロボットの衝突または動きの取れない状況は非常にあり得るのである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
これらのさまざまな欠点を軽減するため、本発明は、さまざまな技術的手段を準備する。
【００１３】
まず、本発明の第１の目的は、信頼性がありかつシンプルな形で移動が確実に行われる商品の輸送を可能にする動力式自律ロボットを準備することからなる。
【００１４】
本発明の別の目的は、製造コストの低い動力式ロボットを準備することからなる。
【００１５】
本発明の別の目的は、実施がシンプルな動力式ロボットを準備することからなる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このために、本発明は、転動平面ＰＲを画定する車輪または無限軌道上に組付けられた本体と、前記本体の上方に配設された積荷積載用テーブルとを含む動力式ロボットにおいて、テーブルは、分離用スペーサを用いて本体から間隔取りされて、転動平面ＰＲに対して実質的に平行な視認平面ＰＶ内に視認ゾーンを形成するようになっており、視認ゾーンはロボットの中央ゾーンとの関係において少なくとも３００°、より好ましくは少なくとも３３０°、より一層好ましくは実質的に３６０°の範囲にわたり障害物が実質的に不在であり、対応する角度範囲にわたりパノラマビームを発出するように適応された少なくとも１つの位置特定用デバイスが前記視認ゾーン内に配設されている、動力式ロボットを想定している。
【００１７】
このようなアーキテクチャによると、位置特定用デバイスは、日光による眩惑、さらにはデバイスの機能を損なう可能性のある降雨などの、使用条件に関わる危険性に対して保護されている。センサは特に、レーザビームを乱す可能性のある雨水の流出に対して充分に保護されている。ロボットまたは積荷担持用テーブルの本体の実質的に中央という好ましい位置は、同様にレーザの性能に影響する塵埃の堆積を制限する。
【００１８】
デバイスは同様に、特に枝および／またはこのデバイスを使用不能にする可能性のある他の障害物との偶発的な直接的衝撃からも保護された状態に置かれる。分離用スペーサはこの保護を確実に行うのに寄与し、同様に、センサのウィンドウに損傷を加え得る衝撃に対しても保護する。
【００１９】
位置特定用デバイスは、視認ゾーンによって、ロボットの中央ゾーンとの関係において少なくとも３００°、より好ましくは少なくとも３３０°、より一層好ましくは実質的に３６０°の範囲を有する。この特徴は、ロボットに対しほぼ完全な、さらには完全な視認性を提供し、システムのアーキテクチャおよび実施を著しく簡略化し、誘導およびセキュリティの多数の機能の確立を可能にするという利点を有する。
【００２０】
最後に、積荷の下、地面の近くの低いゾーンにおけるセンサの位置は、不規則な地面上でさえ優れた信頼性を維持することを可能にする。さらに、このようなアーキテクチャはシンプルで、実施が低コストである。
【００２１】
有利な一実施形態によると、位置特定用デバイスは、視認ゾーンの中央部分の中に配置されている。この配設により、例えば３６０度などの最も広い角度的範囲にわたり最適な性能を可能にするための理想的な視認位置が可能となる。
【００２２】
有利には、視認平面ＰＶは、視認コーンＣＶ（ｃｏｎｅ  ｄｅ  ｖｉｓｉｏｎ）を形成するように、軸ＰＶとの関係において少なくとも１５度、より好ましくは少なくとも３０度で角度的に延長されている。この実施形態は、視認ゾーンを上向きおよび／または下向きに増大させることができる。
【００２３】
有利な実施形態によると、位置特定用デバイスは、レーザ、ライダ、ソナー、レーダ、カメラ、温度カメラ、赤外線測距デバイス、無線（例えばＵＷＢすなわち超広帯域）測定デバイスのうちの少なくとも１つの要素を含む。
【００２４】
このようなアーキテクチャによると、位置特定用デバイスは、非常に多様で、多くの場合極端な条件の下での使用を可能にする。実際、例えばレーザは、暗がりに包まれた部屋内でも、強い太陽光の存在する屋外でも使用され得る。
【００２５】
有利には、分離用スペーサは、例えば合金または複合材料製の実質的に薄い小プレートで構成されている。
【００２６】
同様に有利には、分離用スペーサは、その各々の主平面が、位置特定用デバイスにより発出されるビームの軸に対して実質的に平行になるように配向されている。
【００２７】
このアーキテクチャは、位置特定用デバイスのビームの中断を回避しながら視認ゾーンを最大限にすることができる。
【００２８】
変形形態では、分離用スペーサは、ロボットの側縁部上で位置特定用デバイスの各々の側に配置された長手方向プレートで構成されている。
【００２９】
さらに別の実施形態によると、位置特定用デバイスは唯一のセンサを含む。この技術的特徴により、限定された配線でかつ高い信頼性で、シンプルな配設を得ることができる。このような配設は、コストを制限し、ロボットの製造を簡略化することを可能にする。
【００３０】
変形形態では、ロボットは、車輪または無限軌道の代りに足状部を含む。
【００３１】
実施の全ての詳細は、非限定的例を目的としてのみ提示される図１〜図４により補完されて、以下の説明の中で示される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るロボットの例の立面図である。
【図２】積荷積載用テーブルの無い、図１のロボットの上面図である。
【図３】スペーサの変形形態を伴う、本発明に係るロボットの例の立面図である。
【図４】積荷積載用テーブルの無い、図３のロボットの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１および図２は、転動平面ＰＲを画定する車輪３上に組付けられた本体２を含むロボット１の一実施例を例示する。この例において、本体２は、矩形形状を有し、実質的に平担であり、重心を地面の近くに維持しオペレータによる荷積みおよび荷下ろし作業を容易にするようになっている。変形形態では、本体は、想定されている用途および求められる美的品質に応じて、広範な形状および断面形状に沿って構想されてよい。従来、ロボットは、少なくとも１つの電動モータまたは内燃機関、および自律的に移動を管理することのできる手段を含む。
【００３４】
図１および図３を見れば分かるように、ロボットは、本体２の上に配設された積荷積載用テーブル４を含む。この位置によりロボットが輸送すべき積荷を操作する上で多大な利便性を得ることができる。図１および図３は同様に、テーブル４が本体２から間隔取りされていることも示している。これらの例では、テーブルの嵩上げは、本体２の上部とテーブルの下部との間で、例えば一方では図１、他方では図２を見れば分かるようにさまざまな形で配設され得る分離用スペーサ５によって確実に行われる。
【００３５】
図２に示されているように、この実施例のロボットは、テーブルの表面全体を充分に支持するような形で分布した６つのスペーサ、つまり各端部に２つのスペーサおよび本体の中央ゾーンに向かう２つのスペーサを含む。示された実施例において、分離用スペーサ５は、その各々の主平面が、ロボットの中央ゾーンから発出された広角ビームの軸に対して実質的に平行になるように配向された実質的に薄い小プレートで構成されている。
【００３６】
図３の変形実施形態において、ロボットは、ロボットの側縁部上の位置特定用デバイスの各々の側に配置された２つの長手方向スペーサを含む。これらのスペーサは、テーブルが最大容量まで載荷されている場合でさえテーブルの重量全体を支えるのに充分な長さと剛性を有するものである。
【００３７】
ロボットは、前進および／または回転および／または横方向並進運動するように構想されている。角度的方向転換は、車輪（２つまたは４つの操舵輪）の枢動によって、またはロボットの各々の側の車輪間の相対的角速度変動によって確実に行われる。
【００３８】
このために、ロボットには有利には、車輪の軸の中に設置された４つの電動モータが装備されている。変形形態では、ロボットは２つのモータしか含まない。例えば、２つまたは４つの駆動輪を伴う唯一のモータを伴う別の構成も同様に可能である。本体２は、１つ以上のバッテリと、ロボットの管理および誘導を確実に行うために必要とされる電子要素とを収納することができる。
【００３９】
本体の上部との関係におけるテーブル４の嵩上げによって、転動平面ＰＲに実質的に平行な視認平面ＰＶ内に視認ゾーン７を形成することができる。視認ゾーンは、ロボットの中央部分との関係において少なくとも３００°、より好ましくは少なくとも３３０°、より一層好ましくは実質的に３６０°の範囲にわたり障害物が実質的に不在である。視認ゾーンは一方では、位置特定用デバイス６を位置付けするために利用可能な場所を想定することを可能にし、他方では、この位置特定用デバイスが非常に大きい捕捉ゾーンまたは視野を有することを可能にする。この捕捉ゾーンは可能なかぎり最大のものであり、例えば３００°超、より好ましくは少なくとも３３０°、より一層好ましくは実質的に３６０°である。図示された実施例において、位置特定用デバイスは、視認ゾーンの中央部分８の中に配設されている。図３の実施例中に示されているように、視認平面ＰＶは、視認コーンＣＶを形成するように、軸ＰＶとの関係において少なくとも１５度、より好ましくは少なくとも３０度で角度的に延長され得る。
【００４０】
ひきつづき図１〜図４の実施例において、位置特定用デバイス６は、レーザ、ライダ、ソナー、レーダ、カメラ、温度カメラ、赤外線測距デバイス、無線（例えばＵＷＢすなわち超広帯域）測定デバイスのうちの少なくとも１つの要素を含む。スペーサは、位置特定用デバイスの機能を妨げないように充分薄くかつ間隔取りされている。有利な実施形態において、位置特定用デバイス６は視認ゾーン７の中央部分の中に配置されている。
【００４１】
変形形態では、複数のタイプのセンサを伴うハイブリッド解決法も同様に実施可能である。さらなる変形形態では、３６０°の範囲を走査するために、相補的に配置された２つ以上のセンサが想定される。
【００４２】
図および以上でなされたその説明は、本発明を限定するのではなくむしろ例示するものである。特に、本発明およびそのさまざまな変形形態は、ロボットの本体の上部と積荷積載用テーブルの下部との間の中央に配設されたレーザセンサを含む特定の一実施例に関連して説明されたところである。
【００４３】
しかしながら、当業者にとっては、変形形態として、例えば積荷積載用テーブルの下さらには視認ゾーン内の異なる位置など、位置特定用デバイスについて異なる場所が想定されている他の実施形態に本発明を拡大することができる、ということは明白である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ロボット
２  ロボットの本体
３  車輪
４  積荷積載用プレートまたは積荷担持用プレート
５  分離用スペーサ
６  位置特定用デバイス
７  視認ゾーン
８  中央部分
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】仏国特許第２９９４０５７号明細書
【特許文献２】中国実用新案第２０４７３３２４４号明細書
【特許文献３】中国実用新案第２０４１７３０４０号明細書
【特許文献４】中国実用新案第２０４４４０１６８号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５２４６０６５号明細書
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2019519013.tif 000008
2019519013.tif 000009
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